力学季刊

作者：刘思奇, 郑百林, 张锴, 张卓

关键词：结构化锂离子电池；SOC；石墨负极率相关耦合本构；冲击载荷仿真

传统的锂离子电池研究多注重本身相关机理以及储能能力的提高，而结构化电池不仅能够储能，且可以作为结构本身承受一定载荷．本文设计了一种新型结构化电池石墨负极板，通过修正准静态下石墨的力学指标得到对应高应变率下的压缩应力-应变曲线、失效应变，采用数值分析方法对石墨负极板的承载能力进行了分析．同时，由于荷电状态(State of charge, SOC)会影响石墨的弹性模量、失效应变、厚度以及压缩应力-应变曲线等力学性能，因此在石墨的本构方程中考虑并修正了SOC产生的影响．通过有限元模拟了不同SOC下石墨负极板受到冲击后的响应，结果表明随着应变率或SOC增大，石墨负极板承载高速冲击的能力也随之降低．本文的研究成果可以为结构化电池负极的结构设计提供参考．

来源：2023年第2期

《力学季刊》期刊编辑部

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